JP2007127797A - Optical module - Google Patents
Optical module Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007127797A JP2007127797A JP2005319849A JP2005319849A JP2007127797A JP 2007127797 A JP2007127797 A JP 2007127797A JP 2005319849 A JP2005319849 A JP 2005319849A JP 2005319849 A JP2005319849 A JP 2005319849A JP 2007127797 A JP2007127797 A JP 2007127797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- lens
- convex lens
- photoelectric element
- convex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 300
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—Optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数の光信号を送信、受信または送受信するための光モジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical module for transmitting, receiving, or transmitting / receiving a plurality of optical signals.
光通信システムの末端では、電気信号から変換された光信号を光ファイバ等の光伝送路に発信する光モジュールや、光伝送から光信号を受信する光モジュールが用いられており、特に、複数の光信号を発信或いは受信するべくPDアレイやLDアレイを実装した光モジュールが用いられている。 At the end of the optical communication system, an optical module that transmits an optical signal converted from an electrical signal to an optical transmission path such as an optical fiber, and an optical module that receives an optical signal from optical transmission are used. An optical module mounted with a PD array or an LD array is used to transmit or receive an optical signal.
図15は、複数の光ファイバからの光信号を複数の受光素子(例えば、フォトダイオード:PD)で受信する受信用の光モジュールについて説明するための平面図である。 FIG. 15 is a plan view for explaining an optical module for reception in which optical signals from a plurality of optical fibers are received by a plurality of light receiving elements (for example, photodiodes: PD).
図15に示すように、光モジュール120は、複数の光ファイバ121を有する光ファイバ群122と、光ファイバ群122の各ファイバ121からの光信号をそれぞれ受信する複数の受光素子(PD)123を有するPDアレイ124と、そのPDアレイ124と光ファイバ群122との間に介設され、光ファイバ群122の各光ファイバ121と上記PDアレイ124の各PD123との間で個々に光信号を導くためのレンズ部品125とを備える。レンズ部品125は、複数の光ファイバ側凸レンズ126と、複数のPD側凸レンズ127とを備え、並列に配置されている。
As shown in FIG. 15, the
各光ファイバ121から出射した光信号は、ファイバ側凸レンズ126でコリメートされ、そのコリメートされた光(平行光)がPD側凸レンズ127で集光され、略焦点位置で各PD123に受信される。この光モジュールでは、各光ファイバとそれに対応するPD毎に一組の凸レンズ(マイクロレンズ)が設けられているために、光ファイバ121からの光信号を個々にPD123に結合させることができる。
The optical signal emitted from each
なお、図15に示されるような構成を有する光モジュールの技術文献情報としては、次のものがある。 In addition, as the technical literature information of the optical module having the configuration as shown in FIG.
従来の光モジュール120が実装しているレンズ部品125は、複数のマイクロレンズを並列に配設して複数の光信号を個々にコリメートしているが、例えば、PDアレイ124のPD123間の間隔が規定されている等の理由により、光ファイバ121間の間隔(ピッチ)やPD123間の間隔が小さい場合、凸レンズの径(有効径或いは口径)を小さくしなければならなかった。また、光ファイバ121はNA(開口数)が決まっており、その出射光(信号光)は所定の拡がり角を有して出射する。したがって、小さい径のレンズに光ファイバ121の出射光をもれなく入射させる(出射光のビーム径がレンズの径より小さいうちに入射させる)には、レンズ部品125をLDやPD123をPD側レンズ127の直ぐ近くに設けなければならない。
The
しかしながら、LDやPDを備えたLDパッケージやPDパッケージによっては構造上の理由で、レンズの焦点距離以内に配設できない問題があった。すなわち、光モジュール内で、LDパッケージやPDパッケージの構造に関わらず、LDやPDを所望の位置に配設することができないといった問題があった。 However, some LD packages and PD packages including LDs and PDs have a problem that they cannot be disposed within the focal length of the lens for structural reasons. That is, there is a problem that the LD or PD cannot be disposed at a desired position in the optical module regardless of the structure of the LD package or PD package.
また、一般に、凸レンズに、僅かなちりやゴミ(コンタミネーション,コンタミ)が付着すると、そのレンズを透過する光信号が劣化する。従来の光モジュール120では、凸レンズの径が小さいので、コンタミのレンズ径(光信号の径)に対するサイズ比は大きく、よって、レンズ表面に付着したコンタミが光信号を劣化させるといった問題もあった。
In general, when a small amount of dust or dirt (contamination, contamination) adheres to the convex lens, the optical signal transmitted through the lens deteriorates. In the conventional
また、図16に示すように、複数の光信号(例えば、4つ)を所定間隔に配置された複数の光ファイバ132に集光させる際に、複数の光信号を入射可能な程度の径を有する1つのレンズ131に入射させると、レンズ131を出射した各光信号の光軸が互いに平行にはならず、並列に配置された複数の光ファイバ132には斜めに入射するので結合損失が発生してしまう。
In addition, as shown in FIG. 16, when concentrating a plurality of optical signals (for example, four) on a plurality of
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、複数の光信号を劣化させることなく送受信でき、光モジュール内でLDやPDを所望の位置に配設することができる光モジュールを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical module that solves the above-described problems, can transmit / receive a plurality of optical signals without degrading, and can dispose an LD or PD at a desired position in the optical module. It is in.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、複数の光伝送路を有する光導波体群と、光導波体群の各光伝送路からの光信号をそれぞれ受信する、或いは各光伝送路に光信号を送信する複数の光電素子を有する光電素子群と、その光電素子群と上記光導波体群の間に介設され、上記導波路体群の各光伝送路と上記光電素子群の各光電素子との間で個々に光信号の送信或いは受信を行うためのレンズ部品とを備えた光モジュールにおいて、上記レンズ部品は、上記光導波体群に対向して配置され上記光導波体群のうち互いに最も離れた2つの光伝送路の光軸間距離よりも大きな有効径を有する第1凸レンズと、上記光電素子群に対向して配置され上記光電素子群のうち互いに最も離れた2つの光電素子の光軸間距離よりも大きな有効径を有する第2凸レンズとを備え、上記第1凸レンズは、光導波体群の各光伝送路からの光信号を平行光にするように、或いはレンズ部品を通した光信号を各光伝送路に集光させるように形成され、上記第2凸レンズは、光電素子群の各光電素子からの光信号を平行光にするように、或いはレンズ部品を通した光信号を各光電素子に集光させるように形成され、かつ、上記レンズ部品を通る各光信号の平行光が略一箇所で交わるように形成される光モジュールである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項3の発明は、上記レンズ部品が、略直方体状のレンズブロックで形成され、第1凸レンズはレンズブロックの一側に形成され、第2凸レンズはその第1凸レンズが形成された側と対向する側に形成される請求項1に記載の光モジュールである。
According to a third aspect of the present invention, the lens component is formed of a substantially rectangular parallelepiped lens block, the first convex lens is formed on one side of the lens block, and the second convex lens is opposed to the side on which the first convex lens is formed. The optical module according to
請求項4の発明は、上記レンズ部品が、略直方体状のレンズブロックで形成され、第1凸レンズはレンズブロックの一側に、第2凸レンズはその第1凸レンズが形成された側と直交するレンズブロックの側に形成され、レンズブロック内には第1凸レンズの光軸と第2レンズの光軸とを結合させるミラーが形成される請求項1に記載の光モジュールである。
According to a fourth aspect of the present invention, the lens component is formed of a substantially rectangular parallelepiped lens block, the first convex lens is on one side of the lens block, and the second convex lens is orthogonal to the side on which the first convex lens is formed. 2. The optical module according to
請求項5の発明は、上記レンズブロックが略直方体に形成され、その直方体の一側に一対の第1凸レンズが形成され、その一方の第1凸レンズの直方体の側と対向する側に第2凸レンズが形成され、他方の第1凸レンズと直交する直方体の側に他方の第2凸レンズが形成されると共にその間にミラーが形成される請求項1に記載の光モジュールである。
According to a fifth aspect of the present invention, the lens block is formed in a substantially rectangular parallelepiped, a pair of first convex lenses are formed on one side of the rectangular parallelepiped, and a second convex lens is formed on a side of the first convex lens facing the rectangular parallelepiped side. The optical module according to
請求項6の発明は、上記レンズブロックには上記第1凸レンズの光軸と上記第2凸レンズの光軸とを結合させる位置に上記ミラーを形成するための中空穴が形成される請求項4または5に記載の光モジュールである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the lens block, a hollow hole for forming the mirror is formed at a position where the optical axis of the first convex lens and the optical axis of the second convex lens are coupled. 5. The optical module according to 5.
請求項7の発明は、上記レンズ部品が、上記第1の凸レンズ及び上記第2の凸レンズを形成する材料と同じ材料で略直方体のレンズブロックを形成し、その一側に上記第1凸レンズと略口径が等しい凹部を形成し、その凹部に第1凸レンズが形成されると共に、レンズブロックの他側面に上記第2凸レンズと略口径が等しい凹部を形成し、その凹部に第2凸レンズが形成される請求項3〜6いずれかに記載の光モジュールである。 According to a seventh aspect of the present invention, the lens component forms a substantially rectangular parallelepiped lens block with the same material as that for forming the first convex lens and the second convex lens, and is substantially the same as the first convex lens on one side thereof. A concave portion having the same diameter is formed, a first convex lens is formed in the concave portion, a concave portion having substantially the same diameter as the second convex lens is formed on the other side surface of the lens block, and a second convex lens is formed in the concave portion. It is an optical module in any one of Claims 3-6.
請求項8の発明は、上記レンズブロックの第1凸レンズまたは第2凸レンズが形成される面には、光コネクタ等の外部部品と位置決めされて嵌合するための嵌合用突起或いは嵌合用溝が形成され、上記凹部は、上記第2凸レンズの焦点が凹部の開口面上に位置する深さに形成される請求項3〜7いずれかに記載の光モジュールである。
According to an eighth aspect of the present invention, a fitting projection or a fitting groove for positioning and fitting with an external component such as an optical connector is formed on the surface of the lens block on which the first convex lens or the second convex lens is formed. 8. The optical module according to
請求項9の発明は、上記第1凸レンズの焦点距離と上記第2凸レンズの焦点距離が異なる請求項1〜8いずれかに記載の光モジュールである。 A ninth aspect of the invention is the optical module according to any one of the first to eighth aspects, wherein a focal length of the first convex lens is different from a focal length of the second convex lens.
請求項10の発明は、上記光導波体群が、一次元配列或いは二次元配列されている複数の光ファイバである請求項1〜9いずれかに記載の光モジュールである。
The invention according to
請求項11の発明は、上記光電素子群が、一次元配列或いは二次元配列されている複数の受光素子あるいは発光素子である請求項1〜10いずれかに記載の光モジュールである。
The invention according to
請求項12の発明は、上記光電素子群が、基板上に設けられ、上記光電素子群の上方に光学的に透明な窓が形成されたキャップを基板に固定し、上記光電素子群を気密封止した請求項11記載の光モジュールである。
According to a twelfth aspect of the present invention, the photoelectric element group is provided on a substrate, a cap having an optically transparent window formed above the photoelectric element group is fixed to the substrate, and the photoelectric element group is hermetically sealed. The optical module according to
本発明によれば、複数の光信号を劣化させることなく送受信でき、光モジュール内でLDやPDを所望の位置に配設することができるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, it is possible to transmit and receive a plurality of optical signals without degrading them, and to exhibit an excellent effect that LDs and PDs can be arranged at desired positions in an optical module.
以下、本発明の好適な第1の実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本実施の形態の光モジュールは、複数の光伝送路11を有する光導波体群12と、光導波体群12の各光伝送路11からの光信号L1〜L4をそれぞれ受信する複数の光電素子13を有する光電素子群14と、その光電素子群14と光導波体群12との間で個々に光信号L1〜L4の送信或いは受信を行うためのレンズ部品15を備えている。
As shown in FIG. 1, the optical module according to the present embodiment includes an
複数の光伝送路11は、各光伝送路11の光軸が平行となるように一列に配置されている。光伝送路11としては光ファイバが用いられ、光導波体群としては光ファイバアレイ、または平面型光導波路素子が挙げられる。光電素子群14は、複数の光電素子13を、それらの受光面が同方向を向く(受光面の光軸が平行になる)ように一列に配設したものであり、フォトダイオードアレイ(PDアレイ)が挙げられる。光電素子13としては、光信号を受光する受光素子が挙げられ、受光素子13としてはフォトダイオードが好ましい。本実施の形態では、4チャンネルの光信号を受信するために、光伝送路11及び光電素子13はそれぞれ4つ設けられている。
The plurality of
レンズ部品15は、第1凸レンズ16と第2凸レンズ17とを備える。第1凸レンズ16は、光導波体群12に対向して配置され、光導波体群12のうち最も離れた2つの光伝送路11,11の光軸間距離よりも大きな有効径を有する。第2凸レンズ17は、光電素子群12に対向して配置され、光導波体群12のうち最も離れた光電素子13,13の光軸間距離よりも大きな有効径を有する。
The
本実施の形態では、第1凸レンズ16及び第2凸レンズ17は、同一に形成されている。すなわち、レンズ径(有効径)、曲率、レンズを形成する材料(屈折率)が同一である。さらに、第1凸レンズ16と第2凸レンズ17は互いに対向して配置されている。
In the present embodiment, the first
第1凸レンズ16は、光導波体群12側のレンズ面18が非球面に形成され、第2凸レンズ17は、光電素子群14側のレンズ面18が非球面に形成されている。そして第1凸レンズ16及び第2凸レンズ17はそれぞれ他方の凸レンズに対向する側が平面19に形成されている。本実施の形態では、レンズ面18が非球面に形成されているが球面レンズに形成されてもよい。また、第1凸レンズ16及び第2凸レンズ17の互いに対向する面は、本実施の形態では平面19に形成したが凹面、凸面等いずれの形状でもよい。
The first
さらに、第1凸レンズ16及び第2凸レンズ17は、以下に説明するような光路で複数の光信号L1〜L4を伝搬させるべく形成、配置されている。
Further, the first
各光伝送路11を出射した光信号L1〜L4は、その径(ビーム径)を拡げながら第1凸レンズ16に入射する。その光信号L1〜L4は、レンズ面18と平面19で屈折変化し、第1凸レンズ16を出射した光信号L1〜L4は、その光軸(主光線)が曲げられると共に、平行光となり第2凸レンズ17に向かう。その際、複数の光信号L1〜L4は、第1凸レンズ16において外側に入射した光信号程、光軸の曲がり角(伝搬角)が大きく、中心に近い程光軸の曲がり角が小さい。したがって、第1凸レンズ16を出射し、それぞれ平行光となった複数の光信号L1〜L4は、略一箇所(図中、○C1)で交差する。
The optical signals L1 to L4 emitted from the respective
第2凸レンズ17では、第1凸レンズ16でコリメートされた平行光の光軸が互い平行にされると共に、各平行光は各光電素子13に集光している。
In the second
図1では、光電素子13を受光素子とし、光ファイバから出射した光を受光素子にて受信する光モジュールについて説明したが、光電素子13として発光素子を用い、発光素子を出射した光を光ファイバに入射させてもよい。発光素子としてはレーザダイオード(LD)が好ましく、光電素子群14としては、ダイオードアレイ(LDアレイ)が挙げられる。その際、光電素子を出射した複数の光信号は、その伝搬方向が図1に示される光信号の伝搬方向と逆向きになるだけであって、その他の作用については同じである。
In FIG. 1, the optical module in which the
本実施の形態の光モジュール10によれば、複数の光信号を個々に伝搬する際に、互いに最も離れた光伝送路11の光軸間距離よりも径(有効径)の大きい凸レンズを用いているため、レンズ部品15と光導波体群12との距離を従来の光モジュールより大きくしても、各光伝送路11から出射し、所定の拡がり角で拡がった光信号をもれなくレンズ部品15に入射させることができる。
According to the
したがって、光信号を損失させることなく、レンズ部品15に入射する或いはレンズ部品15から出射する光の焦点距離を従来のレンズ部品に比べて大きくすることができるので、光電素子群14や光導波体群12を所望の位置でレンズ部品15と光学的に接続させることができる。例えば、光電素子群14の構造やサイズが規定されている(規格が決まっている)ために、レンズ部品15からの距離が所定長以上ないと接続することができなかったLDアレイやPDアレイを接続することができ、このようなLDアレイやPDアレイをレンズ部品15に一体に接続した光モジュールを実現することができる。
Accordingly, the focal length of the light incident on or emitted from the
もう一つの例として、光電素子群と凸レンズとの間に気密防止のためのキャップ(後述する第5の実施の形態参照)やアイソレータなどの光学素子を挿入することができる。 As another example, an optical element such as a cap (see a fifth embodiment described later) or an isolator for preventing airtightness can be inserted between the photoelectric element group and the convex lens.
また、レンズ部品15は、各光信号L1〜L4の光軸が互いに平行に出射させることができるため、光電素子13として発光素子を用い、発光素子を出射した光を光ファイバに入射させる形態では、光信号の光学特性(特に、光強度)を劣化させることなく、各光ファイバに受信させることができる。
In addition, since the
さらに、光モジュール10は、レンズ部品15の第1凸レンズ16及び第2凸レンズ17の径を、従来の光モジュール120の凸レンズ126,127(図15参照)に比べて大きくすると共に、光導波体群12及び光電素子群14とレンズ部品15との距離を長くし、光信号を拡径させてレンズ部品15に入射させているので、レンズ面18に付着したコンタミが光信号に及ぼす悪影響を小さくすることができる。
Further, in the
次に、好適な第2の実施の形態の光モジュールについて説明する。 Next, an optical module according to a preferred second embodiment will be described.
図2に示すように、本実施の形態の光モジュール20は、レンズ部品21が柱体状に形成され、その柱体の一方端に第1凸レンズ16が形成され、他方端に第2凸レンズ17が形成されたものである。
As shown in FIG. 2, in the
すなわち、レンズ部品21が、第1凸レンズ16と第2凸レンズ17とがレンズ間部品22を介して一体になるように同一の材料で形成されている。図1の光モジュール10では、第1凸レンズ16と第2凸レンズ17間の媒質が空気であったのに対し、本実施の形態の光モジュール20は、第1凸レンズ16と第2凸レンズ17間が、これら両凸レンズ16,17と同じ屈折率の媒質で形成されている点で異なる。
That is, the
レンズ部品21では、複数の光信号は、図1の光モジュールと同様に、それぞれ平行光となると共に略一箇所で交わる。ただし、レンズ部品21内では、屈折率の境界がないため、図1のように、平面19で屈折変化することはない。
In the
レンズ部品21は、第1凸レンズ16と第2凸レンズ17が一体に形成されているので、一度レンズ部品21を形成すれば、レンズ間の光軸の調整が必要ないといった利点もある。
次に、好適な第3の実施の形態の光モジュールについて説明する。
Since the first
Next, an optical module according to a preferred third embodiment will be described.
図3に示すように、本実施の形態では、レンズ部品30は、第1凸レンズ16と、第2凸レンズ17と、略直方体状のレンズブロック31を備え、レンズブロック31の一面32に第1凸レンズ16が形成され、その第1凸レンズ16が形成された面32に対向するレンズブロック31の面33に第2凸レンズ17が形成される。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
具体的には、レンズブロックの一面32に、第1凸レンズ16のレンズ径と略等しい円柱状の凹部34が形成され、その凹部34の底面に第1凸レンズ16が設けられている。同様に、上記対向するレンズブロック31の面33にも、同形状の凹部35が形成され、凹部35の底面に第2凸レンズ17が形成されている。第1凸レンズ16、第2凸レンズ17及びレンズブロック31は同じ材料で一体に形成され、第1凸レンズ16と第2凸レンズ17間もレンズブロック31を形成する材料で充実されている。本実施の形態では、レンズ部品30を樹脂で成形した。以上、本実施の形態の光モジュールは、レンズ部品30が、光信号の伝搬において図2で示したレンズ部品21と等価なものであり、図2の光モジュール20と同等の作用効果を有する。
Specifically, a cylindrical
さらに、図4に示すように、第1凸レンズ16が形成された面32には、光ファイバが接続される光コネクタ等の外部部品と位置決めされて嵌合するための嵌合用突起41(図では2つ)が形成されてもよい。図1に示したように、第1凸レンズ16は、光ファイバアレイ等の光導波体群12に焦点が合わせられる。光ファイバが接続されている光コネクタの端面に嵌合用溝が形成されている場合、複数の光信号が集光する位置に光コネクタの出射端面が位置するように位置決めされて、嵌合用突起41が形成される。また、それと同時に凹部34の深さdも調整される。具体的には、図5に示すように、第1凸レンズ16の焦点位置Fが凹部34の開口面43に位置するように凹部34の深さdを調整される。これにより、光コネクタ42をレンズブロック31の面32に当接させるだけで、第1凸レンズ16の焦点が光コネクタ42に収容された光ファイバ11の端面に位置する。したがって、光コネクタ42の嵌合用溝(図示せず)に、レンズ部品40の嵌合用突起41(図4参照)を嵌合するだけで、調芯作業を行うことなく、各光信号の光軸が光コネクタの各光伝送路に一致させて、光コネクタにレンズ部品40を接続することができる。
Further, as shown in FIG. 4, a fitting protrusion 41 (in the drawing, for positioning and fitting with an external component such as an optical connector to which an optical fiber is connected is provided on the
嵌合用突起41は、第2凸レンズ17が形成されたレンズブロック面33に形成されてもよく、レンズブロック31の両面32,33に形成されてもよい。さらに、コネクタ等の外部部品に嵌合用突起が形成されている場合、嵌合用突起41の代わりに嵌合用溝を形成してもよい。
The
次に、好適な第4の実施の形態の光モジュールについて説明する。 Next, an optical module according to a preferred fourth embodiment will be described.
図6(a)及び図6(b)に示すように、本実施の形態の光モジュールは、レンズ部品60が、略直方体に形成されたレンズブロック61を備え、その略直方体の一面62に第1凸レンズ16が形成され、その一方の第1凸レンズ16が形成された面62と直交するレンズブロック61の面63に第2凸レンズが形成されると共に、その間にミラー64(ミラー面)が形成されている。
As shown in FIGS. 6A and 6B, in the optical module according to the present embodiment, the
具体的には、第1凸レンズ16の光軸と第2凸レンズ17の光軸と結合させる位置にミラー面64を形成するための中空穴65がレンズブロック61に形成されている。レンズ部品60内では、第1凸レンズ16の光軸と第2凸レンズ17の光軸とを直交させており、ミラー面64は、両光軸に対して約45°傾いて形成される。また、中空穴65の深さについては、レンズブロック61の上方から中空穴65を形成する場合、中空穴65の底面65aが第1凸レンズ(第2凸レンズ)よりも下方に位置すればよい。
Specifically, a
図7は、図6に示されたレンズ部品60を備えた光モジュールの光信号の伝搬を説明するための平面図である。
FIG. 7 is a plan view for explaining propagation of an optical signal of the optical module including the
図7に示されるように、光モジュール50では、光導波体群12を出射した複数の光信号は、互いの光軸を平行に保ちながら、個々の光信号は拡径して第1凸レンズ16に入射する。第1凸レンズ16では、個々の光信号は各々平行光となり、複数の光信号同士は光軸が集められる。各々平行光となった複数の光信号はミラー64で反射し、第2凸レンズへ向かう。第2凸レンズ17では複数の光信号の光軸が平行にされ、個々の光信号は各々光電素子13に集光される。
As shown in FIG. 7, in the
本実施の形態では、各々平行光となった複数の光信号が略一箇所で交わる位置(図中、○C2)にミラー64が設けられているが、ミラー64は、各々平行光となった複数の光信号が交わる前にそれら光信号を反射させる位置に設けてもよく、或いは複数の光信号が交わった後にそれら光信号を反射させる位置に設けてもよい。
In the present embodiment, mirrors 64 are provided at positions where a plurality of optical signals that have become parallel lights intersect at substantially one place (in the figure, C2), but the
次に、好適な第5の実施の形態の光モジュールについて説明する。 Next, an optical module according to a preferred fifth embodiment will be described.
図8に示すように、本実施の形態の光モジュールは、レンズ部品70が略直方体のレンズブロック71と、2つの第1凸レンズ16a,16bと、2つの第2凸レンズ17a,17bとを備え、レンズブロック71の一側面72に一対の第1凸レンズ16a,16bが形成され、その一方の第1凸レンズ16aが形成された面72と対向する側の面73に一方の第2の凸レンズ17aが形成され、他方の第1凸レンズ16bと直交するレンズブロック71の面75に他方の第2凸レンズ17bが形成されると共に、他方の第1凸レンズ17aの光軸と他方の第2凸レンズ17bの光軸とが結合するように反射されるミラー64が形成されている。ミラー64は、第1凸レンズ16bの光軸と第2凸レンズ17bの光軸とが直交する位置にミラー面64を形成するための中空穴65が形成されている。
As shown in FIG. 8, in the optical module of the present embodiment, the
すなわち、本実施の形態におけるレンズ部品70は、図4に示したレンズ部品40と図6(a)に示したレンズ部品60とを並列に配置し1つのレンズブロックで一体に形成し、一つの凹部74に一対の第1凸レンズ16a,16bを形成したものとほぼ同じである。
That is, the
本実施の形態の光モジュールは、例えば、一方の第1凸レンズ16a側に送信用の光導波体として図示されない複数の送信用光ファイバが接続され、他方の第1凸レンズ16b側に受信用の光導波体として図示されない複数の受信用光ファイバが接続され、一方の第2凸レンズ17a側に送信用の光電素子群(発光素子群)として図示されないLDアレイが設けられ、他方の第2凸レンズ17b側に受信用の光電素子群(受光素子群)として図示されないPDアレイが設けられる。
In the optical module according to the present embodiment, for example, a plurality of transmission optical fibers (not shown) are connected to one first convex lens 16a as a transmission optical waveguide, and a reception optical is connected to the other first
本実施の形態の光モジュールでは、発光素子群から出射した光信号(L1s、L4s)がレンズ部品70を介して対向する送信用の光導波体群に伝搬し、受信用の光導波体群からの光信号(L1r、L4r)が、レンズ部品70内でミラー64で反射して受光素子群で受光される。
In the optical module of the present embodiment, the optical signals (L1s, L4s) emitted from the light emitting element group propagate to the opposing optical waveguide group via the
図8のレンズ部品70を用いた光モジュールについて説明する。
An optical module using the
図9(a)〜図9(d)に示すように、光モジュール80は、図8のレンズ部品70を収容するレンズ収容部81に、受信用の光電素子群であるCAN型PD82と送信用の光電素子群であるCAN型LD83とを取付けてレンズ部品70と光学的に接続したものである。CAN型PD82は、図8の第2凸レンズ17bが臨む側に設けられ、CAN型LD83は、図8の第2凸レンズ17aが臨む側に設けられる。光モジュール80には、レンズ部品70の一対の第1凸レンズ16a,16b(図8参照)が臨む側に、送信用及び受信用の光導波体群が接続された多芯コネクタが挿入される光トランシーバケース84が一体に設けられている。85は、多芯コネクタを挿入する挿入口であり、86は挿入された多芯コネクタを光トランシーバケース84内に固定する係止部材である。
As shown in FIGS. 9A to 9D, the
図10(a)に示すように、CAN型PD82は、CANパッケージ87にPDアレイ14を実装したものである。CANパッケージ87は、円板状の基板88に、PDアレイ14に接続される関連回路素子(図示せず)が配設され、PDアレイ14及び関連回路素子に電気的接続されると共に基板88を貫通して基板裏面に延出する入出力ピン89が設けられてなるCANパッケージ本体90と、PDアレイ14を気密封止するためのキャップ91とで構成される。図10(b)に示すように、キャップ91は、その上面が光学的に透明な(光信号を透過させる)ガラス窓92で形成され、基板88上に設けられるPDアレイ14を覆って、PDアレイ14が収容される空間を気密に形成している。キャップ91は、PDアレイ14の高気密性を保つために、半田、低融点ガラス或いは銀ロウ等で溶接して基板88に固定されるのが好ましい。
As shown in FIG. 10A, the
ただし、光モジュール80にCAN型PD82を実装するには、PDアレイ14と第2凸レンズ17の間隔を、ガラス窓92の厚みwとボンディングワイヤ93の高さhとの和より大きく設けなければならない。
However, in order to mount the
従来の光モジュールでは、凸レンズの焦点距離が、PDアレイ14の周囲を覆うキャップの周壁の高さ(上述のガラス窓92の厚さwとボンディングワイヤ93の高さhの和)より短いためにCAN型PD82を実装することができなかった。
In the conventional optical module, the focal length of the convex lens is shorter than the height of the peripheral wall of the cap that covers the periphery of the PD array 14 (the sum of the thickness w of the
しかし、本実施の形態の光モジュール80は、図8で説明したように、有効径及び曲率半径を大きくして焦点距離を大きくした第2凸レンズが設けられたレンズ部品70を備えている。これにより第2凸レンズ17bの焦点距離をCANパッケージ87内のPDアレイ14に到達させることができるので、CAN型PD82を実装することができる。
However, as described in FIG. 8, the
したがって、本実施の形態の光モジュール80は、PDアレイ14(LDアレイ)を気密封止した構造を有するCAN型PD82(CAN型LD83)を実装することができるので、光電素子群14に外部から水分等が浸入することなく、光電素子の信頼性、耐久性を向上させることができる。
Therefore, the
また、CANパッケージ87は安価なものであり、CAN型パッケージ87を使用できるようにしたことで、光モジュールの低コスト化を図ることができる。
Further, the
他に、CANパッケージ87の代わりに、セラミックパッケージに気密封止用のガラスキャップを設けたものを用いてもよい。例えば、図11に示されるセラミックパッケージ94は、一般的には、水晶発振子等を実装して電気モジュールを作製するために使用されているものである。セラミックパッケージ94は、セラミックで形成された基板95上に、電気配線パターン96が設けられると共に、基板95の周囲に沿ってシーム用リング97が設けられてなる。シーム用リング97の上面にはガラス窓(図示せず)が形成される。これにより、シーム用リング97とガラス窓とが、上述のキャップ91と同様に、基板95上に配設される光電素子群を気密封止している。
In addition, instead of the
第1〜第5の実施の形態では、第1凸レンズ16と第2凸レンズ17は同一に形成したが、第1凸レンズ16のレンズ面18の曲率と第2凸レンズ17のレンズ面18の曲率とを互いに異なって形成してもよい。
In the first to fifth embodiments, the first
図12に示すように、レンズ部品101は、第2凸レンズ103の曲率が第1凸レンズ102の曲率より大きく形成されている。これにより、第2凸レンズ103の焦点距離が、第1凸レンズ102の焦点距離より長くすることができる。したがって、レンズ部品101と光導波体群12との距離(第1凸レンズ102の焦点距離)と、レンズ部品101と光電素子群14との距離(第2凸レンズ103の焦点距離)を異ならせて、光導波体群12及び光電素子群14を実装することができる。
As shown in FIG. 12, the
また、レンズ部品101では、各光信号の第2凸レンズ103側の焦点間距離(ピッチ)S2が第1凸レンズ102側の焦点間距離S1よりも大きくすることができる。したがって、第1凸レンズ102側の焦点間S1距離と第2凸レンズ103側の焦点間距離S2とを異ならせることができ、並列配置される各光電素子13,13間のピッチ、或いは各光伝送路11,11間のピッチに関係なく、複数の光電素子13或いは複数の光伝送路11にそれぞれ光軸を合わせて、光電素子群12或いは光導波体群12を接続させることができる。
Further, in the
以上説明してきた光モジュールでは、4チャンネルで光信号を送信及び/又は受信するべく、光導波体群12は、4本の光伝送路を1列に配置した、すなわち一次元配列された4本の光伝送路を備え、光電素子群14も一次元配列された4つの光電素子を備えている。しかし、光伝送路11及び光電素子13は二次元配列されてもよい。
In the optical module described above, in order to transmit and / or receive optical signals in four channels, the
例えば、図13に示すように、光電素子群として、基材111上に、1組の受光部(受光領域)112とその受光部112に接続される電気線部113とからなるPDを一列に4つ並べた一次元配列の光電素子群110の他に、図14に示すように、1組のPDが縦4個×横4個に配置された二次元配列の光電素子群114を用いてもよい。
For example, as shown in FIG. 13, as a photoelectric element group, PDs including a pair of light receiving portions (light receiving regions) 112 and
10 光モジュール
11 光伝送路
12 光導波体群
13 光電素子
14 光電素子群
15 レンズ部品
16 第1凸レンズ
17 第2凸レンズ
31 レンズブロック
64 ミラー
L1〜L4 光信号
DESCRIPTION OF
Claims (12)
上記レンズ部品は、上記光導波体群に対向して配置され上記光導波体群のうち互いに最も離れた2つの光伝送路の光軸間距離よりも大きな有効径を有する第1凸レンズと、上記光電素子群に対向して配置され上記光電素子群のうち互いに最も離れた2つの光電素子の光軸間距離よりも大きな有効径を有する第2凸レンズとを備え、上記第1凸レンズは、光導波体群の各光伝送路からの光信号を平行光にするように、或いはレンズ部品を通した光信号を各光伝送路に集光させるように形成され、上記第2凸レンズは、光電素子群の各光電素子からの光信号を平行光にするように、或いはレンズ部品を通した光信号を各光電素子に集光させるように形成され、かつ、上記レンズ部品を通る各光信号の平行光が略一箇所で交わるように形成されることを特徴とする光モジュール。 An optical waveguide group having a plurality of optical transmission lines, and a photoelectric element having a plurality of photoelectric elements for receiving optical signals from the respective optical transmission lines of the optical waveguide group or transmitting optical signals to the respective optical transmission lines Group, and between the photoelectric element group and the optical waveguide group, each of the optical transmission lines of the waveguide body group and the photoelectric elements of the photoelectric element group individually transmit optical signals or In an optical module including a lens component for receiving,
The lens component is disposed opposite to the optical waveguide group and has a first convex lens having an effective diameter larger than the distance between the optical axes of two optical transmission lines farthest from each other among the optical waveguide groups, A second convex lens disposed opposite to the photoelectric element group and having an effective diameter larger than the distance between the optical axes of the two photoelectric elements farthest from each other among the photoelectric element groups, wherein the first convex lens is an optical waveguide. The second convex lens is formed so that the optical signal from each optical transmission path of the body group is made into parallel light, or the optical signal that has passed through the lens component is condensed on each optical transmission path. The optical signal from each of the photoelectric elements is made to be parallel light, or the optical signal that has passed through the lens component is condensed to each photoelectric element, and the parallel light of each optical signal that passes through the lens component Formed so that the Light module according to claim.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005319849A JP2007127797A (en) | 2005-11-02 | 2005-11-02 | Optical module |
US11/417,119 US7235774B2 (en) | 2005-11-02 | 2006-05-04 | Optical module |
CN200610093112.1A CN1959452A (en) | 2005-11-02 | 2006-06-21 | Optical module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005319849A JP2007127797A (en) | 2005-11-02 | 2005-11-02 | Optical module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007127797A true JP2007127797A (en) | 2007-05-24 |
Family
ID=37393252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005319849A Pending JP2007127797A (en) | 2005-11-02 | 2005-11-02 | Optical module |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7235774B2 (en) |
JP (1) | JP2007127797A (en) |
CN (1) | CN1959452A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012032769A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-15 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
WO2012160686A1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | Light module |
US9885840B2 (en) | 2014-12-25 | 2018-02-06 | Olympus Corporation | Optical transmission connector device |
KR20210033500A (en) * | 2018-11-16 | 2021-03-26 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Light receiving module |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007133079A (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Hitachi Cable Ltd | Optical module |
JP2007286211A (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Alps Electric Co Ltd | Optical member and optical communication module |
EP2185954A1 (en) * | 2007-09-07 | 2010-05-19 | Datalogic Scanning Group S.r.l. | Image acquisition device and optical component thereof |
US8090230B1 (en) * | 2009-02-12 | 2012-01-03 | Compass Electro-Optical Systems | Method and device for light coupling |
JP2010231130A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Renesas Electronics Corp | Optical module |
TWI497140B (en) * | 2010-12-16 | 2015-08-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Optical fiber coupling connector assembly and optical fiber coupling connector |
JP2013200403A (en) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | Light receiving element module |
US9063313B1 (en) * | 2012-07-06 | 2015-06-23 | Compass Electro Optical System Ltd. | Fiber coupling using collimated beams |
JP6200642B2 (en) * | 2012-11-30 | 2017-09-20 | 日本オクラロ株式会社 | Optical device |
CN103257436B (en) * | 2013-05-16 | 2015-04-22 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Long working distance microscopic optical system for vacuum chamber inner observation |
JP6414839B2 (en) * | 2013-09-27 | 2018-10-31 | 日東電工株式会社 | Opto-electric hybrid board and manufacturing method thereof |
CN105043930B (en) * | 2015-07-24 | 2017-12-12 | 中国电子科技集团公司第四十九研究所 | Using the detection method of the detection means with micro-structural alkali metal air chamber alkali-metal vapor atoms density |
CN110998341B (en) | 2017-08-07 | 2024-06-21 | 业纳光学系统有限公司 | Contact module for contacting an optoelectronic chip, which is insensitive to positional tolerances |
JP7296271B2 (en) * | 2019-08-09 | 2023-06-22 | 株式会社エンプラス | Optical isolator member and optical isolator |
EP4388358A1 (en) * | 2021-08-17 | 2024-06-26 | Avicenatech Corp. | Microled parallel optical interconnects |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3719651B2 (en) | 2001-01-24 | 2005-11-24 | 日本電信電話株式会社 | Multi-channel optical module |
US6807336B2 (en) * | 2002-11-12 | 2004-10-19 | Agilent Technologies, Inc. | Optical lenses |
JP4348604B2 (en) | 2003-07-10 | 2009-10-21 | オムロン株式会社 | Optical path conversion type optical coupling element |
JP4556879B2 (en) * | 2005-03-31 | 2010-10-06 | 日立金属株式会社 | Optical switch and optical switch array |
-
2005
- 2005-11-02 JP JP2005319849A patent/JP2007127797A/en active Pending
-
2006
- 2006-05-04 US US11/417,119 patent/US7235774B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-06-21 CN CN200610093112.1A patent/CN1959452A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012032769A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-15 | 日本電信電話株式会社 | Optical module |
JP2012058409A (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical module |
US9002161B2 (en) | 2010-09-07 | 2015-04-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical module |
EP2615481A4 (en) * | 2010-09-07 | 2018-01-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical module |
WO2012160686A1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | Light module |
JPWO2012160686A1 (en) * | 2011-05-25 | 2014-07-31 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | Optical module |
US9885840B2 (en) | 2014-12-25 | 2018-02-06 | Olympus Corporation | Optical transmission connector device |
KR20210033500A (en) * | 2018-11-16 | 2021-03-26 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Light receiving module |
KR102620473B1 (en) * | 2018-11-16 | 2024-01-02 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | light receiving module |
US11886025B2 (en) | 2018-11-16 | 2024-01-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Light-receiving module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7235774B2 (en) | 2007-06-26 |
US20060249661A1 (en) | 2006-11-09 |
CN1959452A (en) | 2007-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007127797A (en) | Optical module | |
US10754107B2 (en) | Coupling device having a structured reflective surface of stamped malleable metal for coupling input/output of an optical fiber | |
US7486846B2 (en) | Optical transmitting /receiving module | |
US7128477B2 (en) | Optical transmitter and receiver module | |
JP5238651B2 (en) | Optical path changing member, optical connection method | |
US8992100B2 (en) | Bidirectional optical transmission and receiving device | |
JP5505424B2 (en) | Optical communication module | |
US20030138219A1 (en) | Optoelectric module for multi-fiber arrays | |
US10416397B2 (en) | Optical receptacle, optical module, and method for manufacturing optical module | |
WO2016017433A1 (en) | Optical receptacle and optical module | |
JP6461509B2 (en) | Optical receptacle and optical module | |
US20060056775A1 (en) | Transceiver module and optical bench for passive alignment | |
JP6532236B2 (en) | Optical receptacle and optical module | |
US10048458B2 (en) | Optical module | |
JPWO2017068843A1 (en) | Optical path conversion element, optical interface device, optical transmission system | |
JP2007127796A (en) | Optical module | |
JP2007304267A (en) | Optical parallel transmission module and optical parallel transmission system | |
WO2016121615A1 (en) | Optical receptacle and optical module | |
CA2359002C (en) | Optoelectric module for multi-fiber arrays | |
US20210302672A1 (en) | Optical receptacle and optical module | |
JP5764306B2 (en) | Manufacturing method of optical connection part and manufacturing method of active connector | |
JP3295327B2 (en) | Bidirectional optical module | |
JP2007047618A (en) | Optical module | |
CN116243434A (en) | Optical socket and optical module | |
JPWO2014016939A1 (en) | Light emitting element / optical fiber coupling module and its components |